რით განსხვავდება დუღილი უჯრედული სუნთქვისგან?

ყველა ცხოვრებას ენერგია სჭირდება ცხოვრების ფუნქციების შესასრულებლად. ჯდომა და კითხვაც კი ენერგიას იღებს. ზრდა, საჭმლის მონელება, გადაადგილება: ყველა საჭიროებს ენერგიის ხარჯვას. მარათონის გაშვებას დიდი ენერგია სჭირდება. საიდან მოდის ეს ენერგია?

ენერგია, რომელიც საჭიროა სიცოცხლის ფუნქციების შესასრულებლად, შაქრის დაშლის შედეგად მოდის. ფოტოსინთეზი იყენებს მზის ენერგიას ნახშირორჟანგისა და წყლის კომბინირებისთვის გლუკოზის (შაქრის) შესაქმნელად, ჟანგბადს, როგორც ნარჩენ პროდუქტს. მცენარეები ამ გლუკოზას ინახავენ შაქრის ან სახამებლის სახით. ცხოველები, სოკოები, ბაქტერიები და - ზოგჯერ - სხვა მცენარეები იკვებებიან ამ მცენარეთა რესურსებით, ანადგურებენ სახამებელს ან შაქარს შენახული ენერგიის გამოსათავისუფლებლად.

დუღილი და უჯრედული სუნთქვა განსხვავდება ერთი კრიტიკული ფაქტორით: ჟანგბადი. უჯრედული სუნთქვა იყენებს ჟანგბადს ქიმიურ რეაქციაში, რომელიც გამოყოფს ენერგიას საკვებიდან. დუღილი ხდება ანაერობულ ან ჟანგბადის დაქვეითებულ გარემოში. იმის გამო, რომ დუღილი არ იყენებს ჟანგბადს, შაქრის მოლეკულა მთლიანად არ იშლება და ასე ნაკლებ ენერგიას გამოყოფს. უჯრედებში დუღილის პროცესი ათავისუფლებს დაახლოებით ორ ენერგეტიკულ ერთეულს, ხოლო უჯრედული სუნთქვა ჯამში გამოყოფს დაახლოებით 38 ენერგეტიკულ ერთეულს.

ფიჭური სუნთქვის დროს, ჟანგბადი აერთიანებს შაქრებს და გამოყოფს ენერგიას. ეს პროცესი იწყება ციტოპლაზმაში და სრულდება მიტოქონდრიებში. ციტოპლაზმაში ერთი შაქარი იშლება პიროვინის მჟავას ორ მოლეკულად და გამოყოფს ადენოზინტრიფოსფატის ან ATP– ის ორ ენერგეტიკულ ერთეულს. პიროვის მჟავის ორი მოლეკულა გადადის მიტოქონდრიებში, სადაც თითოეული მოლეკულა გარდაიქმნება მოლეკულად, რომელსაც აცეტილ CoA ეწოდება. აცეტილ CoA– ს წყალბადის ატომები იხსნება ჟანგბადის თანდასწრებით, ყოველ ჯერზე გამოყოფს ელექტრონს, სანამ წყალბადის არ დარჩება. ამ ეტაპზე აცეტილ CoA დაიშალა და მხოლოდ ნახშირორჟანგი და წყალი რჩება. ეს პროცესი ათავისუფლებს ATP– ს ოთხ ენერგეტიკულ ერთეულს. ახლა ელექტრონები გადიან ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვს და საბოლოოდ ათავისუფლებენ დაახლოებით 32 ATP ერთეულს. ასე რომ, უჯრედული სუნთქვის პროცესი თითოეული გლუკოზის მოლეკულადან ათავისუფლებს დაახლოებით 38 ATP ენერგიის ერთეულს.

რა მოხდება, თუ უჯრედს არ აქვს საკმარისი ჟანგბადი უჯრედული სუნთქვისთვის? ფრაზა "იგრძენი წვა" შედეგია ამ ანაერობული ბილიკიდან. თუ უჯრედის ჟანგბადის დონე ძალიან დაბალია უჯრედული სუნთქვისთვის, ჩვეულებრივ იმიტომ, რომ ფილტვები ვერ ასწრებენ უჯრედის ჟანგბადის საჭიროებას, მაშინ ხდება უჯრედული სუნთქვის დუღილი. ამ შემთხვევაში, შაქრის მოლეკულა იშლება მხოლოდ უჯრედის ციტოპლაზმაში და გამოყოფს დაახლოებით ორი ATP ენერგიის ერთეულს. დაშლის პროცესი არ გრძელდება მიტოქონდრიებში. გლუკოზის ეს ნაწილობრივი დაშლა გამოყოფს ცოტა ენერგიას, ასე რომ უჯრედს შეუძლია გააგრძელოს მუშაობა, მაგრამ არასრული რეაქციით წარმოიქმნება რძემჟავა, რომელიც უჯრედში გროვდება. ეს რძემჟავა დუღილი იწვევს წვის შეგრძნებას, როდესაც კუნთები არ იღებენ საკმარის ჟანგბადს უჯრედული სუნთქვისთვის.